KR950002124B1 - 중장비 최적주행 제어방법 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

중장비 최적주행 제어방법
제1도는 본 발명 실시예에 따른 굴삭기의 개략적인 부분유압회로도.
제2도는 본 발명 실시예에 따른 제어유통도.
제3도는 부하에 대한 주행속도의 특성곡선도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2 : 출력축
3, 4, 5 : 유압펌프 6, 8 : 주행모우터
7, 9 : 주행모우터용 제어밸브 6a, 8a : 사판각조절기구
10 : 제어비례밸브 11 : 솔레노이드밸브
12 : 제어기 13 : 증폭기
14 : 속도감지센서 15 : 조작페달
본 발명은 중장비 최적주행 제어방법에 관한 것으로, 주행지면의 상태변화에 따라, 주행모우터에 야기되는 변동부하에 적절히 대응되게 주행모우드를 1단에서 2단 또는 2단에서 1단 주행모우드로 절환시켜줌으로써 효율적인 주행이 이루어지도록 된 중장비 최적주행 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기와 같은 건설중장비는 유압펌프에서 토출된 압유를 매개로 작동되는 주행모우터와, 이 주행모우터로 공급되는 압유의 유량을 그 조작량에 따라 제어밸브를 매개로 조절해주는 조작레버/페달 및, 상기 주행모우터의 사판각조절기구와 유압펌프 사이에 설치되어 유압펌프에서 사판각조절기구로 공급되는 압유의 유로를 개폐시키는 솔레노이드밸브 및, 이 밸브에 전류를 인가시켜 밸브를 작동시키는 선택스위치를 갖추고서, 운전자가 상기 주행모우터의 조작레버/페달을 조작하게 되면, 이 조작레버/페달의 조작량에 따라 주행모우터로 공급되는 유량이 조절되어 주행모우터에서의 출력속도가 무단으로 변속되게 되고, 또 상기 선택스위치를 ON시키게 되면 상기 솔레노이드밸브가 작동되어 유압펌프와 주행모우터의 사판각조절기구 사이에 유로가 형성되어, 이에 따라 유압펌프에서 토출된 압유가 사판각조절기구에 공급되어 주행모우터의 사판각이 조절됨으로써 주행모우터에서 출력되는 출력속도가 조절되게 되어 있다.
즉, 상기 선택스위치가 OFF된 상채(이하, 1단 주행모우드라 함)에서는 상기 유압펌프와 주행모우터의 사판각조절기구 사이에 유로가 폐쇄되게 되고, 주행모우터의 사판각은 최초 설정된 초기각도로 유지되는 한편, 운전자가 주행모우터의 조작레버/페달을 조작하게 되면, 그 조작량에 따른 중장비의 1단 주행모우드에서의 주행속도(V1)는 제3도에서 도시된 바와 같이 최저 V=0에서 최고 V1max보다 다소 큰 V2max까지 무단변속 되게 된다.
또한, 상기 선택스위치가 ON된 상태(이하, 2단 주행모우드라 함)에서는 상기 솔레노이드밸브에 전류가 인가되어 유압펌프와 주행모우터의 사판각조절기구 사이에 유로가 개방됨으로써 유압펌프에서 토출된 압유에 의해 주행모우터의 사판각이 특정각도로 변화되게 되고, 운전자가 주행모우터의 조작레버/페달을 조작하게 되면, 그 조작량에 따른 주행속도(V1)는 최저 V=0에서 상기 1단 주행모우드에서의 최고속도 V1max보다 다소 큰 V2max까지 무단으로 변속되게 되어 있다.
그러나, 운전자가 상기 선택스위치를 ON시켜 2단 주행모우드로 주행하다가 주행모우터에 허용최대부하(P2max)보다 상대적으로 큰 부하가 걸리게 되면, 예컨대 등판각도가 40°이상의 경사지면을 등판할 경우에 주행모우터에는 과부하가 야기되어 주행속도는 급격히 하락되게 되고, 경우에 따라서는 엔진과 유압펌프의 작동이 정지되게 되어 주행사고의 위험이 있는 한편, 주행지면(地面)의 주어진 여건에 따라 운전자의 운전 경험으로 주행모우드를 1단 또는 2단으로 적절히 선택하여 주행해야 함으로써 주행지면의 상태에 따라 변화되는 부하에 적절히 대응되게 주행되지 못해 효율적인 주행이 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 운전자가 주행모우터의 조작레버/페달을 조작하여 주행을 할 경우에 주행지면의 상태변화에 따라 변화되는 부하에 적절히 대응되게 주행모우드를 1단 또는 2단으로 자동 절환시켜줌으로써 효율적인 주행이 이루어지도록 된 중장비 최적주행 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주행모우터용 조작페달의 조작량에 부합하는 신호를 입력받아 기억시키고, 이 조작량이 제로가 아닐 경우에는 상기 조작량에 따른 전자비례밸브의 제어전류치 및 제1,2펌프용 사판각조절밸브의 제어전류치를 연산하여 출력하는 한편, 상기 조작량이 최대일 경우에 있어서, 주행모우터의 작동속도감지센서로부터 작동속도에 부합하는 전류신호를 입력받고, 제3펌프와 주행모우터룔 사판각조절기구 사이에서 유도를 선택적으로 개폐시켜주기 위해 설치되는 솔레노이드밸브에 전류가 인가되었는지를 판단하여, 전류가 인가되지 않은 경우에 상기 작동속도가 최대속도의 90% 이상되면 상기 밸브에 전류를 인가시켜주는 반면에, 전류가 인가되지 않은 경우에는 상기 작동속도가 유압모우터의 컷오프(cut-off)속도의 110%이하가 되면 상기 밸브에 출력되는 전류를 차단시켜 주행모우터를 조절해주도록 되어, 주행지면의 상태에 따라 주행모우터에 야기되는 부하에 적절히 대응되게 주행모우터를 솔레노이드밸브와 사판각조절기구를 매개로 1단에서 2단 또는 2단에서 1단으로 변화시켜 줌으로써 효율적인 주행이 이루어지게 된다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명 실시예에 따른 굴삭기의 개략적인 유압회로도를 도시하는 것으로, 엔진(1)의 출력축(2)에 각 액튜에이터의 작동압유를 공급해주기 위한 제1,2펌프(3,4)와 내부파일롯트압유를 공급해주기 위한 제3펌프(5)가 각각 직렬연결되고, 상기 제1펌프(3)에는 예컨대 굴삭기의 좌측주행을 담당하는 좌측주행용모우터(6)에 공급되는 작동압유의 흐름을 제어해주기 위한 좌측우행 제어밸브(7)가 연결되며, 또한 상기 제2펌프(4)에는 우측주행을 담당하는 우측주행용모우터(8)에 공급되는 작동압유의 흐름을 제어해주기 위한 우측주행제어밸브(9)가 연결되어 있다.
그리고, 상기 제1,2펌프(3,4)보다 소형용량의 상기 제3펌프(5)에는 좌·우주행제어밸브(7,9)의 내부파일롯트압을 조절해주기 위한 전자비례밸브(10)와 상기, 제1,2펌프(3,4)의 사판각조절기구(3a,4a)에 연결된 사판각조절밸브(3b,4b) 및, 좌·우주행모우터(6,8)용 사판각조절기구(6a,8a)의 내부파일롯트압유를 공급해주기 위한 솔레노이드밸브(11)가 각각 연결되어 있는 한편 아날로그 회로 및 논리소자나 마이콤등으로 구성되는 제어기(12)에는 상기 전자비례밸브(10)와 솔레노이드밸브(11), 상기 사판각조절밸브(3b,4b)에 전류신호를 증폭시켜 인가시켜주는 증폭기(13), 상기 좌·우주행모우터(6,8)의 작동속도를 감지하는 속도감지센서(14) 및 주행모우터의 조작페달(15)이 각각 연결되어 있다.
상기와 같이 구성된 유압동력계는 다음과 같은 작동되게 되는데, 먼저 운전자가 상기 주행모우터의 조작페달(15)을 조작하게 되면, 이 조작페달(15)에 연결된 상기 제어기(12)에서 조작페달(15)의 조작량에 따른 전류신호를 연산하여 상기 전자비례밸브(10)와 증폭기(13)로 출력하게 되는데, 이때 증폭기(13)에서는 제어기(12)에서 출력된 전류신호를 입력받아 증폭시켜 상기 사판각조절밸브(3b,4b)로 출력하여 유로를 개방시킴으로써 상기 제3펌프(5)에서 토출된 압유가 각 유압펌프(3,4)의 사판각조절기구(3a,4a)에 공급되어 상기 제1,2펌프(3,4)의 사판각이 조절되게 되고, 이에 따라 유압펌프(3,4)에서 토출되는 유량이 조절되게 되는 한편, 상기 전자비례밸브(10)에서는 인가된 전류신호에 따른 만큼의 유로가 형성되어 제3펌프(5)에서 토출된 압유가 밸브(10)를 통해 상기 좌·우주행용제어밸브(7,9)의 내부파일롯트압유로 작동되게 되고, 또 상기 제1,2펌프(3,4)에서 토출된 압유가 상기 좌·우제어밸브(7,9)를 통해 좌·우주행모우터(6,8)로 공급되게 됨으로써 주행모우터(6,8)가 작동되게 된다.
그리고, 상기 주행모우터(6,8)가 작동되게 되면, 이 주행모우터(6,8)에 설치된 상기 속도감지센서(14)가 작동속도를 감지하여 제어기(12)로 출력하게 되고, 제어기(12)에서는 입력된 속도전류신호를 연산하여 이미 설정된 속도와 비교하여, 또 이 비교값에 따라 상기 솔레노이드밸브(11)에 전류신호를 출력하여 제3펌프(5)에서 토출된 압유가 각 주행모우터(6,8)의 사판각조절기구(6a,8a)로 공급되도록 하여 주행모우터(6,8)의 사판각이 조절되게 되어 있다.
제2도는 상기 제어기(12)에 프로그램되는 제어유통도를 도시하는 것으로, 먼저 수순(100)에서는 주행모우터 조작페달(15)의 조작량(θ1)를 읽어들여 기억시키고, 수순(101)에서는 상기 조작량(θ1)가 제로인가를 판별하게 되는데, 이 경우 θ1=0이면, 수순(102)에서 다시 상기 솔레노이드밸브(11)에 전류가 인가되었는가를 판별하여 전류가 인가되었을 때는 솔레노이드밸브(11)로 출력되고 있는 전류를 수순(103)에서 차단시키고나서 처음으로 복귀되게 되는바, 이와 같은 제어과정(수순(102)∼수순(103))은 2단 주행모우드로 주행하고난 다음 주행이 끝나게 되면 다시 1단 주행모우드로 복귀시켜주기 위함이다.
한편, 상기 수순(101)에서 조작량(θ1)가 제로가 아닌 경우에는 수순(104)로 이어져 조작량(θ1)에 따른 전자비례밸브(10) 및 사판각조절밸브(3b,4b)의 제어전류치(Ia,Ib)를 연산하여 수순(105)에서 연산된 제어전류치(Ia,Ib)를 전자비례밸브(10) 및 사판각조절밸브(3b,3b)로 출력함으로써, 주행모우터(6,8)가 그 조작량(θ1)에 따른 작동속도로 구동되게 된다. 또, 수순(105)에 이어 수순(106)에서는 상기 감지된 조작량(θ1)가 최대(θmax)인가를 판별하고, 최대(θmax)가 아닌 경우에는 다시 처음으로 복귀되는 반면에, 최대(θ1=θmax)인 경우에는 수순(107)에서 상기 속도감지센서(14)를 매개로 좌·우주행모우터(6,8)의 작동속도(V1)를 읽어 기억시키고, 이어서 수순(108)에서는 상기 수순(102)와 같이 솔레노이드밸브(11)에 전류(Is)가 인가되었는가를 판별하게 된다.
여기서, 상기 솔레노이드밸브(11)에 전류가 인가된 경우에는 수순(109)에서 각 주행모우터(6,8)의 작동속도(V1)와 2단 주행모우드에서의 허용최저속도(V2)를 상호 비교하게 되는 바, 이 허용최저속도(V2)는 제3도에서 도시된 바와 같이 주행모우터(6,8)에 과부하가 걸리게 되어 주행모우터의 작동이 정지되게 되는 컷오프(cut-off)속도(Vo)의 110% 정도(V2=1.1Vo)이고, 상기 작동속도(V1)가 상기 허용최저속도(V2)이하가 되면 수순(110)에서 솔레노이드밸브(11)인가된 전류를 차단시켜 주행모우드를 2단 주행모우드에서 1단 주행모우드를 절환 시켜주게 되어, 주행모우터가 감당할 수 있는 최대허용부하의 크기를 증가시켜주게된다.
또, 상기 수순(108)에서 솔레노이드밸브(11)에 전류가 인가되지 않은 경우에는 현재의 주행모우드가 1단 주행모우드로서 수순(111)로 이어져 주행모우터(6,8)의 작동속도(V1)와 1단 주행모우드에서의 절환속도(V1)과 비교하게 되는데, 이 절환속도(V1)은 제3도에서 도시된 바와 같이 1단 주행모우드에서의 최대속도(V1max)의 약 90%정도(V1=0.9V1max)이며, 작동속도(V1)가 절환속도(V1)보다 작을 경우에는 다시 처음으로 복귀되는 반면에, 클 경우에는 주행모우터에 부하가 상대적으로 작게 걸리는 상태, 예컨대 평탄한 지면을 주행하고 있는 경우이므로 수순(112)에서 상기 솔레노이드밸브(11)에 전류(Is)를 출력하여 주행모우터(6,8)의 사판각을 조절해주어 2단 주행모우드로 절환시키게 되고, 그 결과 주행속도는 상대적으로 증가되게 된다.
이상과 같이 본 발명은, 주행모우터의 조작페달을 최대로 조작하여 주행을 할 경우에, 주행지면의 상태에 따라 주행모우터에 야기되는 부하에 적절히 대응되게 주행모우드를 1단에서 2단 또는 2단에서 1단 주행모우드로 변화시켜줌으로써 효율적인 주행이 이루어지는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 주행모우터(6,8)의 조작페달(15)의 조작량(θ1)에 부합하는 전류신호를 입력받아 조작량(θ1)가 제로가 아닐 경우에, 조작량(θ1)에 따른 전자비례밸브(10)의 제어전류치(Ia) 및 제1,2펌프(3,4)용 사판각조절밸브(3a,4b)의 제어전류치(Ib)를 연산하여 출력하는 한편, 상기 조작량(θ1)이 최대(θmax)일 경우에 있어서, 주행모우터(6,8)의 작동속도 감지센서(14)로부터 작동속도(V1)에 부합하는 전류신호를 입력받고, 이 입력된 작동속도(V1)를 제3펌프(5)와 주행모우터(6,8)용 사판각조절기구(6a,8a) 사이에 유로를 선택적으로 개폐시켜주기 위해 설치되는 솔레노이드밸브(11)의 전류인가여부에 따라 절환속도(V1) 또는 허용최저속도(V2)와 비교하여, 상기 밸브(11)로 인가되는 전류를 차단시키거나, 출력시켜 상기 주행모우터(6,8)의 사판각을 조절해주도록 된 중장비 최적주행 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절환속도(V1)이 상기 솔레노이드밸브(11)에 전류가 인가되지 않은 경우의 주행최대속도(V1max)의 90%로 된 것을 특징으로 하는 중장비 최적주행 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 허용최저속도(V2)가 상기 솔레노이드밸브(11)에 전류가 인가된 경우에 상기 제1,2펌프(3,4)의 컷오프(cut-off)속도(Vo)의 110%로 된 것을 특징으로 하는 중장비 최적주행 제어방법.
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